Напряжение в системе охранной сигнализации

Электропитание системы охранной сигнализации

Все приборы, предназначенные для охранной сигнализации в ИСО «Орион», питаются от низковольтных источников напряжения постоянного тока. Большинство приборов адаптированы к широкому диапазону напряжения питания – от 10,2 до 28,4 В, что позволяет применять источники с номинальным выходным напряжением 12 В, или 24 В. Особое место в системе охранной сигнализации может занимать персональный компьютер с АРМ дежурного оператора. Он, как правило, питается от сети переменного тока и его электроснабжение обеспечивается источниками типа UPS.

Распределенное размещение оборудования по большому объекту, которое легко реализуется в ИСО «Орион», требует обеспечения питания приборов в местах их установки. С учетом широкого диапазона напряжений питания можно, при необходимости, размещать источники питания с выходным напряжением 24 В на удалении от приборов-потребителей, даже с учетом значительного падения напряжения на проводах. Однако наиболее удобным в этом плане представляется обеспечение питания в адресной системе охранной сигнализации на основе контроллера С2000-КДЛ. В данном случае от источника питаются только пульт С2000M, контроллер С2000-КДЛ и релейный модуль С2000-СП2 исп.02 (в случае использования световых и звуковых оповещателей). При этом адресные приборы, подключенные к сигнальной двухпроводной линии связи контроллера С2000-КДЛ, будут получать питание по этой линии.

В зависимости от размера объекта, для электропитания системы охранной сигнализации может потребоваться от одного ИЭ до нескольких десятков источников питания. На больших, распределенных по территории объектах, расчет схемы электропитания сводится к выбору между использованием маломощных источников питания с короткими отрезками кабелей питания и использованием меньшего количества мощных источников, с прокладкой множества кабелей питания до приборов. Для упрощения этой задачи имеется широкая номенклатура источников питания для охранной сигнализации с разным выходным напряжением и током нагрузки: РИП-12 исп.01, РИП-12 исп.03, РИП-12-2/7М1, РИП-12-2/7М2, РИП-12 исп.05, РИП-12В-1А «Protection 2», РИП-24 исп.01, РИП-24-1/7М2, РИП-24-1/7М4.

Как правило, все устройства и приборы, входящие в состав охранной сигнализации, принято относить к первой категории электроприемников. Значит, при установке охранной сигнализации необходимо реализовать систему бесперебойного электропитания. Если на объекте имеются два независимых ввода высоковольтного питания, или возможность использовать дизель-генератор, то можно разработать и применить схему автоматического ввода резерва (АВР). При отсутствии такой возможности бесперебойное питание вынужденно компенсируется резервированным электропитанием с использованием источников со встроенным или внешним низковольтным аккумулятором. В соответствии с РД 78.143-92 емкость аккумулятора подбирается из расчета вычисленного тока потребления всех (или группы) устройств охранной сигнализации с учетом обеспечения их работы на резервном питании в течение суток в дежурном режиме и в течение трех часов — в режиме тревоги.

Для увеличения времени работы РИП в резервном режиме к РИП-12 исп.01, РИП-12 исп.05, РИП-24 исп.01 можно подключить дополнительные аккумуляторы (2 шт.) емкостью 17А•ч устанавливаемые в Бокс 2х17Ач-12В или Бокс 2х17Ач-24В. Данные устройства представляют собой металлические корпуса с встроенными элементами защиты от перегрузок по току и переполюсовки аккумуляторов.

На некоторых объектах, где предъявляются особые требования к надежности работы охранной сигнализации, может потребоваться постоянный мониторинг параметров электропитания этой системы. Эти задачи можно решить, если вместо обычного РИП применить РИП-12 RS. РИП-12 RS в процессе работы (постоянно) проводит измерения напряжения в сети, напряжения на аккумуляторе, выходного напряжения и выходного тока и передает измеренные значения (по запросу) на пульт С2000M или АРМ «Орион Про». В этом случае, без прокладки дополнительных проводов для мониторинга, на пульте С2000M или компьютере с АРМ «Орион Про» можно получить сообщения: «Авария сети», «Перегрузка источника питания», «Неисправность зарядного устройства», Неисправность источника питания», «Неисправность батареи», «Взлом корпуса источника», «Отключение выходного напряжения».

Обычно сетевое электроснабжение охранной сигнализации осуществляется от щита дежурного освещения с любой свободной группы контактов. При его отсутствии монтируется отдельный щит электропитания. Такой щит принято устанавливать в помещении поста охраны, или вне охраняемого помещения, в запираемом и контролируемом на открывание металлическом шкафу. Упростить эту задачу может применение ШПС — конструктивного шкафа, в котором можно разместить до 5 приборов ИСО «Орион» типа С2000-КДЛ, С2000-4 и др, с корпусами для монтажа на DIN- рейку.

На промышленных объектах возможны периодические (день-ночь) колебания напряжения от 160 до 260 В с кратковременными повышениями до 300 В. Еще большей угрозой являются перенапряжения, возникающие при грозовых разрядах. Это может стать причиной выхода из строя оборудования на охраняемом объекте. При проектировании схемы электропитания целесообразно придерживаться следующих рекомендаций:

1. Должны быть учтены требования ГОСТ Р 50571:

o ГОСТ Р 50571.19-2000. Электроустановки зданий. Часть 4. ТРЕБОВАНИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ. Глава 44. Защита от перенапряжений. Раздел 443. Защита электроустановок от грозовых разрядов и коммутационных перенапряжений.

o ГОСТ Р 50571.20-2000. Электроустановки зданий. Часть 4. ТРЕБОВАНИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ. Глава 44. Защита от перенапряжений. Раздел 444. Защита электроустановок от перенапряжений, вызванных электромагнитными воздействиями.

o ГОСТ Р 50571.21-2000. Электроустановки зданий. Часть 5. ВЫБОР И МОНТАЖ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ. Раздел 548. Заземляющие устройства и системы уравнивания электрических потенциалов в электроустановках, содержащих оборудование обработки информации.

2. При отсутствии в схеме электроснабжения объекта устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП), а так же в качестве дополнительного уровня защиты рекомендуется устанавливать блоки защитные сетевые «БЗС», располагая их непосредственно около сетевых вводов резервированных источников питания.

3. Предпочтительнее для резервированного питания оборудования использовать источники питания РИП-12 или РИП-24. Данные источники характеризуются повышенной устойчивостью к внешним воздействиям перенапряжений, перегрузкам по выходу, а также производят постоянный контроль цепей резервного источника питания.

4. Для распределения тока нагрузки, подавления взаимных помех между несколькими устройствами-потребителями и защиты от перегрузок по каждому из 8 каналов рекомендуется применять блоки защитные коммутационные БЗК исп.01, исп.02.

Источник

Электропитание для систем охраны периметра: что важно знать

Говорить о важности обеспечения систем безопасности и охраны периметра электропитанием, наверное, излишне. Однако хочется подчеркнуть, что, принимая решение об оснащении объекта источниками резервного питания, желательно вспомнить расхожую истину, что скупой платит дважды. Ведь ни для кого не секрет, что несрабатывание или, наоборот, ложное срабатывание сигнализации, а также утеря информации при передаче по какому-либо каналу связи могут стоить в сотни и тысячи раз дороже, чем сама система резервного питания

А. И. Елфимов
Технический директор ПО «Бастион»

Не ставя под сомнение сам факт установки системы резервного электропитания на объект, коротко коснемся того, какие схемы резервирования могут быть применены. Для начала необходимо договориться о терминологии. В статье мы будем употреблять термины «источник резервного (гарантированного) питания» и «источник бесперебойного питания» в следующих значениях:

• резервное (гарантированное) питание — система или отдельный ее узел постоянно питаются от основного источника питания, а подключение резервного источника происходит (автоматически или вручную) лишь при пропадании напряжения в основной питающей цепи;
• бесперебойное питание — источник питания одновременно выполняет функции и основного, и резервного. При пропадании напряжения в основной цепи источник автоматически переходит на резервное питание (как правило, от аккумуляторов). В общем случае все источники с функцией резерва будем называть «источники вторичного электропитания резервированные» (ИВЭПР).

Системы резервирования: основные классы

Достаточно условно способы резервирования питания могут быть разбиты на несколько классов:

1. Системы резервирования всего объекта. Как правило, это системы достаточно большой мощности (от 0,5 до 100 кВт), обеспечивающие подачу в сеть напряжения 220 В частотой 50 Гц, которым и питаются все вторичные источники. В основном для данной цели применяются бензиновые или дизельные электростанции, хотя в последнее время рынок все больше начинают завоевывать инверторные источники питания, работающие от аккумуляторов, а также комбинированные системы с использованием так называемых альтернативных источников энергии (ветродвигатели, солнечные батареи и т.п.).
2. Автономные источники бесперебойного или резервного питания, обеспечивающие подачу электроэнергии на одно или несколько устройств или систем. Эти источники, как правило, имеют мощность до 500 Вт и обеспечивают выходные напряжения, характерные для питания приборов охранно-пожарной сигнализации и связи, а именно 12, 24 и 60 В постоянного тока.
3. Встроенные в прибор или узел системы резервного питания. В простейшем случае это гальванический элемент или аккумулятор, который нужно периодически подзаряжать с помощью внешнего устройства, в более сложном -аккумулятор со встроенным в изделие зарядным устройством.

Охрана периметра: как выбрать оптимальный источник питания

Для систем периметральной сигнализации наиболее целесообразным представляется использование второй схемы, как наиболее универсальной и экономичной — именно использование отдельных источников питания относительно небольшой мощности позволяет подобрать оптимальное решение конкретной задачи путем подключения к одному источнику группы приборов с тем или иным напряжением питания и токопотреблением. В большинстве случаев удобнее использовать источники бесперебойного питания, так как в этом случае отпадает необходимость использования отдельного преобразователя (адаптера) напряжения сети 220 В для постоянного питания конкретного прибора необходимым напряжением (как уже отмечалось, источник бесперебойного питания выполняет функции и основного, и резервного источника одновременно). Тем не менее в случаях, когда прибор оснащен собственным сетевым адаптером или устройство в дежурном режиме не потребляет энергии, а потребляет ее от случая к случаю (например, в системах автоматического пожаротушения), целесообразно применять источники резервного питания, так как их цена ниже цены источников бесперебойного питания.

Учет исходных данных и возможных проблем

Для правильного выбора ИВЭПР необходимо четко представлять исходные данные, касающиеся конкретного объекта, на котором будет использоваться источник. К таковым в первую очередь относятся:

• значения напряжения, которым питаются приборы на объекте;
• величины потребляемых токов в номинальных и пиковых режимах;
• категория (значимость) объекта;
• частота и длительность отключений электроэнергии на объекте;
• критичность питаемой аппаратуры к пульсациям.

Характерной особенностью систем безопасности для охраны периметров является наличие большого количества зон наблюдения и охраны, находящихся как внутри помещений, так и на открытом воздухе. При этом зоны наблюдения могут быть удалены от центрального поста на значительные расстояния.

В связи с этим применение традиционных источников бесперебойного питания (ИБП) с номинальным выходным напряжением 12 В постоянного тока, выпускаемых для электропитания аппаратуры ОПС, сопряжено с рядом проблем, а именно:

• выходное напряжение ИБП для ОПС, как правило, представляет собой диапазон от 10,5-11 до 13,5-14 В. Верхнее значение диапазона соответствует напряжению заряда аккумуляторной батареи (АКБ), а нижнее — пороговому значению напряжения на клеммах АКБ, при достижении которого производится автоматическое отключение нагрузки схемой защиты АКБ от глубокого разряда в режиме резервного электропитания
• размещение зон наблюдения и охраны на значительном расстоянии от поста наблюдения предполагает использование длинных соединительных линий электропитания, на которых происходит существенное падение напряжения. Чем длиннее кабель электропитания и меньше его сечение, ниже выходное напряжение ИБП и больше ток нагрузки, тем больше падение напряжения на соединительной линии и тем ниже напряжение на нагрузке.
• помимо того что при использовании проводов большой протяженности и малого сечения на выходе линии мы получаем реальное напряжение, способное оказаться непригодным для питания тех или иных приборов, может возникнуть ситуация, когда, например, при коротком замыкании (КЗ) в конце такого длинного шлейфа питания не произойдет перегорания выходного предохранителя источника питания. При этом источник будет работать в основном на нагрев провода.

Оценить величину напряжения на нагрузке с учетом падения напряжения на соединительной линии можно по формуле (1) в соответствии с эквивалентной схемой, приведенной на рис. 1.

где 2•R_L = 3,6•10 –2 •L/S — сопротивление 2 медных токопроводящих жил кабеля (соединительной линии) электропитания; U₀ — выходное напряжение ИБП (В); I_Н — ток, потребляемый на грузкой (А); L -длина кабеля (соединительной линии) электропитания (м); S — сечение токопроводящей жилы кабеля электропитания (мм 2 ).

При этом чаще всего отдельные зоны охраны удалены от поста наблюдения на различные расстояния, а следовательно, и падения напряжений на соединительных линиях электропитания к ним будут различны. Все это делает неоптимальным применение ИБП, выпускаемых для электропитания аппаратуры ОПС, в составе систем безопасности для охраны периметров.

Распределенная система питания: состав и принцип действия

Разумной альтернативой ИБП для ОПС, способной минимизировать указанные выше проблемы, является система питания удаленных объектов RLPS (Remote Load Power System) с напряжением в линии 36, 48 или 60 В.

Идеология системы питания удаленных объектов понятна из рис. 2.

В состав распределенной системы электропитания входит базовый (центральный) ИБП и один или несколько специализированных преобразователей напряжения, установленных рядом с устройствами периметральной сигнализации.

Преобразователь напряжения в этом случае должен обеспечить:

• питание нагрузки постоянным стабилизированным напряжением (12 или 24 В);

• фильтрацию высокочастотных (ВЧ) помех;
• электронную защиту выхода от перегрузки по току, в том числе от КЗ;
• аварийную защиту нагрузки от повышенного напряжения;
• защиту от повышенного входного напряжения и переполюсовки.

В качестве базового рекомендуется применять ИБП с номинальным напряжением выхода 36, 48 или 60 В постоянного тока. Напряжение в линии выбирается исходя из длины линии питания и тока потребления нагрузки. Преобразователи напряжения сохраняют работоспособность в широком диапазоне входных напряжений и обеспечивают на нагрузке требуемое напряжение (12 или 24 В).

Ток потребления устройств периметральной сигнализации незначительный (как правило, порядка 50 мА при 24 В). В случаях, когда используется подогрев, он увеличивается до 0,5-0,6 А. Иными словами, тока 1 А будет достаточно для пита ния одного устройства. Однако возможны конфигурации, когда рядом с устройствами периметральной сигнализации устанавливают видеокамеру. В этом случае может потребоваться дополнительный ток для питания видеокамеры.

Аналогичный подход может быть применен к системам охранной сигнализации, а также к системам автоматической пожарной защиты крупных объектов.

Нужно только выбрать

Сегодня на рынке представлен целый ряд источников питания на различные напряжения и мощности и множество преобразователей напряжения. Причем преобразователи напряжения могут быть как встраиваемые (в виде монтажной платы), так и уличного исполнения, что актуально для применения в периметральной охране.

Как говорится, выбор есть, и выбор — за вами.

Источник